ENSEMBLE ET PANNEAU ARTICULE, POUR UNE ISOLATIONJOINT ASSEMBLY AND PANEL FOR INSULATION
THERMIQUETHERMAL
La présente invention concerne en particulier, pour une isolation thermique, un ensemble comprenant au moins un premier matériau MCP (matériau à changement de phase) et au moins un second matériau poreux (qui peut être nano-poreux) au sein d’un panneau (à constitution) PIV (panneau isolant sous vide ; VIP en anglais). A toute fin, il est précisé qu’un matériau à changement de phase - ou MCP- désigne tout matériau capable de changer d'état physique dans une plage de température restreinte. Le transfert de chaleur (ou transfert thermique) peut s’opérer par utilisation de sa Chaleur Sensible (CS): le matériau peut céder ou stoker de l'énergie en voyant varier sa propre température, sans pour autant changer d'état, et/ou de sa Chaleur Latente (CL) : le matériau peut alors stocker ou céder de l'énergie par simple changement d'état, tout en conservant une température sensiblement constante, celle du changement d'état.The present invention relates in particular, for a thermal insulation, an assembly comprising at least a first material MCP (phase change material) and at least a second porous material (which can be nano-porous) within a panel ( with constitution) PIV (vacuum insulation board; VIP in English). For all purposes, it is specified that a phase change material - or MCP - refers to any material capable of changing physical state within a restricted temperature range. The transfer of heat (or heat transfer) can be done by using its Sensitive Heat (CS): the material can yield or store energy by seeing its own temperature vary, without changing state, and / or its Latent Heat (CL): the material can then store or give energy by simple change of state, while maintaining a substantially constant temperature, that of the change of state.
Quant aux panneaux PIV, ce sont des isolants thermiques où un noyau en matériau poreux, par exemple un gel/une poudre de silice est pressé en plaque et, entouré, sous vide d’air, d’une feuille enveloppante étanche aux gaz, par exemple en matière plastique et/ou ou aluminium laminé. Le vide obtenu, d’une pression résiduelle comprise entre 10 et 104 Pa, permet typiquement d’abaisser la conductivité thermique à 0,02, voire moins de 0,01 W/(mK) environ dans les conditions d’utilisation. On obtient ainsi une efficacité d’isolation 3 à 10 fois supérieure à celle de matériaux isolants plus classiques. « Poreux » désignera un matériau possédant des interstices permettant le passage de l’air. Les matériaux poreux, à cellules ouvertes, incluent donc les mousses mais également les matériaux fibreux (tels que la laine de verre ou de roche). Les interstices de passage que l’on peut qualifier de pores ont des tailles inférieures à 1 ou 2mm de façon à pouvoir garantir une bonne isolation thermique, et de préférence à 1 micron, et préférentiellement encore à 10'9m (structure nanoporeuse), pour des questions en particulier de tenue au vieillissement et donc de possible dépression moins forte dans l’enveloppe PIV.As for the PIV panels, they are thermal insulators in which a core of porous material, for example a silica gel / powder, is pressed into a plate and, surrounded, under vacuum, by a gas-tight wrapping sheet, by example plastic and / or laminated aluminum. The resulting vacuum, with a residual pressure of 10 to 104 Pa, typically lowers the thermal conductivity to 0.02 or less than 0.01 W / (mK) under the conditions of use. An insulation efficiency 3 to 10 times higher than that of more conventional insulating materials is thus obtained. "Porous" means a material having gaps for the passage of air. Open cell porous materials therefore include foams but also fibrous materials (such as glass wool or rock wool). The passage interstices that may be described as pores have sizes less than 1 or 2 mm so as to ensure good thermal insulation, and preferably at 1 micron, and preferably still at 10'9 m (nanoporous structure), for particular issues of resistance to aging and therefore possible less severe depression in the PIV envelope.
Par ailleurs, l'industrie est invitée à accélérer la mise sur le marché de nouvelles technologies pouvant réduire les émissions de polluants, lisser d’éventuelles augmentations ponctuelles de charges par rapport à un fonctionnement nominal dimensionnant, mais aussi proposer des solutions pour décaler dans le temps la restitution d’une énergie disponible à un autre moment.In addition, the industry is invited to accelerate the placing on the market of new technologies that can reduce pollutant emissions, smooth any occasional increases in charges compared to a nominal operating operation, but also propose solutions for shifting in the future. time the restitution of an available energy at another time.
En outre, par exemple dans le domaine automobile, la tendance actuelle à intégrer dans les véhicules d’autres systèmes devant assurer une augmentation de la performance (turbo, super-capacités, ...) alourdit et tend à augmenter le besoin en capacité des systèmes de refroidissement de ces mêmes véhicules.In addition, for example in the automotive field, the current trend to integrate in vehicles other systems to ensure an increase in performance (turbo, super-capacity, ...) increases and tends to increase the need for capacity of cooling systems of these same vehicles.
Or, ni les matériaux MCP ni les panneaux PIV seuls ne semblent pouvoir répondre aux attentes du marché.However, neither the MCP materials nor the PIV panels alone seem to be able to meet the expectations of the market.
Leurs mises en œuvre sur le terrain est un problème, en particulier leur conditionnement. C’est dans ce contexte qu’est ici proposé un ensemble comprenant : - au moins une structure pourvue d’une paroi périphérique et présentant au moins un volume intérieur où est présent l’un au moins parmi : -- (au moins) un fluide frigorigène ou caloporteur pouvant circuler, en circuit ouvert, dans lesdits volumes sous l’action de moyens de circulation, -- des éléments de stockage et de restitution d’une énergie thermique, -- au moins un élément à maintenir à une certaine température, et/ou -- au moins un élément dégageant de la chaleur, - au moins une couche contenant un matériau MCP disposée dans au moins une cavité de la paroi périphérique ou autour de ladite paroi périphérique, - des éléments isolants thermiques à constitution PIV disposés autour de la couche contenant un matériau MCP et s’étendant autour de ladite paroi périphérique, - des excroissances de maintien fixées avec la paroi périphérique, deux excroissances délimitant entre elles, latéralement et autour de la paroi périphérique, un espace ouvert où est disposé l’un au moins des éléments isolants thermiques à constitution PIV, et - un manchon s’étendant autour des excroissances et des éléments isolants thermiques à constitution PIV, de façon à maintenir ces derniers dans lesdits espaces s’étendant entre le manchon et ladite paroi périphérique.Their implementation in the field is a problem, especially their conditioning. It is in this context that an assembly is proposed comprising: at least one structure provided with a peripheral wall and having at least one interior volume where is present at least one of: - (at least) a refrigerant or coolant circulating, in an open circuit, in said volumes under the action of circulation means, - elements for storing and restoring a thermal energy, - at least one element to be maintained at a certain temperature and / or - at least one heat generating element, - at least one layer containing a MCP material disposed in at least one cavity of the peripheral wall or around said peripheral wall, - thermal insulating elements with PIV constitution disposed around the layer containing a MCP material and extending around said peripheral wall, - holding protrusions fixed with the peripheral wall, two protuberances delimiting in they are, laterally and around the peripheral wall, an open space where at least one of the PIV thermal insulating elements is arranged, and a sleeve extending around the protuberances and thermal insulating elements with a PIV constitution, in order to maintain these in said spaces extending between the sleeve and said peripheral wall.
Dans une telle solution à excroissances de maintien, il est même proposé que ces excroissances soient fixées avec la paroi périphérique par des coopérations de formes entre elles, ce qui facilitera fabrication en série et montage, voire démontage pour maintenance.In such a solution with growth protrusions, it is even proposed that these protrusions are fixed with the peripheral wall by cooperating forms between them, which will facilitate manufacture in series and assembly or disassembly for maintenance.
Le terme « manchon » couvre tant les structures ouvertes à au moins une extrémité, comme celui repéré 38 ci-après, que les structures formant boîtier, par exemple en deux demi-coquilles complémentaires.The term "sleeve" covers both the structures open at at least one end, such as that identified hereinafter 38, that the housing structures, for example in two complementary half-shells.
De préférence, les excroissances de maintien seront thermiquement isolantes et renfermeront pour cela une couche en matériau isolant thermique (qui peut être à constitution PIV).Preferably, the growth protrusions will be thermally insulating and include for this a layer of thermal insulating material (which may be PIV constitution).
Et pour encore faciliter fabrication en série et montage, voire démontage pour maintenance, il est proposé que les corps présentent des angles et les excroissances de maintien se présentent comme des baguettes s’étendant dans les angles et, comme le manchon, le long de plusieurs corps de modules successifs empilés.And to further facilitate mass production and assembly or disassembly for maintenance, it is proposed that the bodies have angles and the protruding growths are as rods extending in the corners and, like the sleeve, along several body of successive modules stacked.
Une limite de la solution ci-avant à excroissances et poches isolantes glissées entre deux telles excroissances est la discontinuité créée.A limit of the above solution with excrescences and insulating pockets slipped between two such growths is the discontinuity created.
Aussi est-il proposé, en alternative, un ensemble comprenant : - au moins une structure pourvue d’une paroi périphérique et présentant au moins un volume intérieur où est présent l’un au moins parmi : -- un fluide frigorigène ou caloporteur pouvant circuler, en circuit ouvert, dans le ou lesdits volumes sous l’action de moyens de circulation, -- des éléments de stockage et de restitution d’une énergie thermique, -- au moins un élément à maintenir à une certaine température, et/ou -- au moins un élément dégageant de la chaleur, - au moins une couche contenant un matériau MCP disposée dans au moins une cavité périphérique de la paroi périphérique ou autour de ladite paroi périphérique, - une série de poches fermées à constitution PIV : -- contenant individuellement au moins un élément isolant thermique, -- s’étendant autour de ladite paroi extérieure, et -- réunies par des portions intermédiaires où deux poches successives peuvent s’articuler l’une par rapport à l’autre, et - un manchon s’étendant autour de ladite série de poches, de façon à maintenir les poches entre le manchon et ladite paroi périphérique.Thus, it is proposed, alternatively, an assembly comprising: - at least one structure provided with a peripheral wall and having at least one interior volume where is present at least one of: - a refrigerant or coolant circulating , in an open circuit, in the at least one volume under the action of circulation means, - elements for storing and restoring a thermal energy, - at least one element to be maintained at a certain temperature, and / or at least one heat-generating element, at least one layer containing an MCP material disposed in at least one peripheral cavity of the peripheral wall or around said peripheral wall, a series of closed pockets with a PIV constitution: individually containing at least one thermal insulating element, - extending around said outer wall, and - joined by intermediate portions where two successive pockets can be articulated relative to each other, and - a sleeve extending around said series of pockets, so as to maintain the pockets between the sleeve and said peripheral wall.
Si une telle solution à enveloppe extérieure continue est retenue, il est en outre proposé, pour combiner un positionnement pratique de cette enveloppe et une optimisation de son isolation thermique, en limitant les ponts thermiques: - que certaines au moins des portions intermédiaires d’articulation comprennent : -- une partie tubulaire (section circulaire ou pas) définie par un enroulement thermiquement isolant ou par une unité renfermant un matériau thermiquement isolant poreux dans une enceinte tubulaire sous vide, et -- deux parties de feuilles flexibles (ou déformables), chacune interposée entre ladite partie tubulaire et une dite poche, - et que la paroi périphérique présente extérieurement des étriers où sont disposées lesdites parties tubulaires.If such a solution with a continuous outer envelope is retained, it is furthermore proposed, in order to combine a practical positioning of this envelope and an optimization of its thermal insulation, by limiting the thermal bridges: at least some of the intermediate portions of articulation comprise: a tubular part (circular section or not) defined by a thermally insulating winding or by a unit containing a porous heat-insulating material in a vacuum tubular enclosure, and two parts of flexible (or deformable) sheets, each interposed between said tubular portion and a said pocket, and that the peripheral wall externally has stirrups in which said tubular portions are disposed.
Favorablement, dans cette solution à enveloppe extérieure continue, il est aussi conseillé que la série de poches ci-avant citée et lesdites portions intermédiaires définissent ensemble un panneau articulé fermé sur lui-même.Favorably, in this solution with continuous outer casing, it is also advisable that the series of pockets mentioned above and said intermediate portions together define a closed articulated panel on itself.
Fabriquer à plat, puis fermer sur lui-même un tel panneau doit permettre une mise en œuvre facile de la solution « à poches ».To manufacture flat, then to close on itself such a panel must allow an easy implementation of the solution "pockets".
Un objet de l’invention est d’ailleurs constitué par de tels panneaux en eux-mêmes, avec des poches et portions intermédiaires reprenant tout ou partie des caractéristiques précitées.An object of the invention is moreover constituted by such panels in themselves, with pockets and intermediate portions containing all or part of the aforementioned characteristics.
Au sujet de ces panneaux, pour en favoriser une fabrication industrialisable en série, il est par ailleurs conseillé que certaines au moins des poches fermées à constitution PIV comprennent : - au moins un premier élément contenant un matériau MCP, à l’extérieur duquel est disposé un second élément contenant ledit matériau poreux, et - au moins une enveloppe extérieure fermée qui contient les premier et second éléments et est constituée d’au moins une feuille flexible (ou déformable) étanche au matériau MCP, avec : - soit ladite feuille flexible qui est en outre scellable (thermique/chimique) et étanche au matériau poreux et à l’air, de sorte qu’un vide d’air régnant dans l’enveloppe extérieure fermée, un panneau isolant sous vide (PIV) est ainsi défini, - soit le second élément isolant thermique contenu à l’intérieur d’une seconde enveloppe fermée qui est scellable et étanche au matériau poreux et à l’air, de sorte qu’un vide d’air régnant dans la seconde enveloppe, un panneau isolant sous vide (PIV) est ainsi défini.With respect to these panels, in order to promote an industrial production thereof in series, it is furthermore recommended that at least some of the closed pockets with a PIV constitution comprise: at least one first element containing a PCM material, outside of which is arranged a second element containing said porous material, and - at least one closed outer envelope which contains the first and second elements and consists of at least one flexible (or deformable) sheet sealed to the MCP material, with: - either said flexible sheet which is also sealable (thermal / chemical) and impervious to the porous material and to the air, so that an air gap prevailing in the outer envelope closed, a vacuum insulating panel (PIV) is thus defined, - the second thermal insulating element contained inside a second closed envelope which is sealable and impermeable to the porous material and to the air, so that a vacuum of air prevailing in the second casing, a vacuum insulation panel (VIP) is thus defined.
Concernant maintenant les destinations des réalisations qui précèdent, une est en particulier détaillée ci-après, comme exemple privilégié, le but étant d’en favoriser la performance, dans un contexte de fabrication industrielle en série.Regarding now the destinations of the preceding embodiments, one is in particular detailed below, as a preferred example, the purpose being to promote its performance, in a context of industrial mass production.
Ainsi est-il proposé la réalisation d’une unité de stockage et de restitution ultérieure d’une énergie thermique comprenant : - une pluralité de modules comprenant chacun une dite structure avec sa dite paroi périphérique et son dit volume intérieur, chaque structure comprenant: - lesdits éléments de stockage et de restitution de ladite énergie thermique qui comprennent au moins un matériau MCP, -- un corps comportant : — un dit volume intérieur de réception des éléments de stockage et de restitution de ladite énergie thermique, le volume intérieur étant défini à l’intérieur de ladite paroi périphérique du module et fermé d’un côté par un fond, tandis qu’il est ouvert sur un autre côté pour y placer ou en retirer lesdits éléments de stockage et de restitution de ladite énergie thermique, — et au moins un passage de communication entre l’extérieur du corps et le volume intérieur, pour une entrée et une sortie de fluide frigorigène ou caloporteur, - et des moyens de fixation adaptés pour, avec au moins deux dits corps, venir en prise avec eux afin d’assurer une fixation étanche au fluide entre modules placés en contact et en regard.Thus it is proposed the realization of a storage unit and subsequent restitution of a thermal energy comprising: a plurality of modules each comprising a said structure with its said peripheral wall and its said interior volume, each structure comprising: said elements for storing and restoring said thermal energy which comprise at least one MCP material, a body comprising: a said internal volume for receiving the elements for storing and restoring said thermal energy, the internal volume being defined at the inside of said peripheral wall of the module and closed on one side by a bottom, while it is open on another side to place or remove said storage and restitution elements of said thermal energy, and minus one communication passage between the outside of the body and the interior volume, for a refrigerant inlet and outlet or coolant, - and fixing means adapted for, with at least two said bodies, engage with them to ensure fluid-tight attachment between modules placed in contact and facing.
Si nécessaire, l’invention sera encore mieux comprise et d’autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit, faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d’unité de type stockeur-échangeur d’énergie thermique, en vue éclaté ; - la figure 2 montre, en vue éclaté, l’un de ses modules entouré de blocs isolants thermiques non encore enveloppés ; - les figures 3 (vue encore en éclaté) et 4 (état final assemblé) complètent la figure 2 ; - la figure 5 montre une réalisation alternative des poches périphériques, à la manière d’un panneau articulable continu ; - la figure 6 schématise une coopération par étriers de positionnement entre une paroi périphérique à isoler et des poches isolantes périphériques ; - la figure 7 schématise un état fermé d’un panneau articulable à isolation continue ; - les figures 8,9 schématisent, en vue locale (à prolonger de part et d’autre dans le cas d’un panneau articulable) deux structures possibles de poches isolantes ; - les figures 10 à 13 schématisent, suivant des bandes partielles plus ou moins longues des alternatives de réalisation desdites poches, avec ici des portions intermédiaires d’articulation, - et, par des vues éclatés successives terminée à droite par la version assemblée, la figure 14 schématise le conditionnement latéral extérieur d’un élément central qui peut être un échangeur thermique.If necessary, the invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will become apparent upon reading the following description, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which: which: - Figure 1 is a unit diagram of type storage-heat exchanger, in exploded view; - Figure 2 shows an exploded view, one of its modules surrounded by thermal insulation blocks not yet wrapped; FIGS. 3 (still exploded view) and 4 (assembled final state) complete FIG. 2; FIG. 5 shows an alternative embodiment of the peripheral pockets, in the manner of a continuous articulable panel; FIG. 6 schematizes a cooperation by positioning stirrups between a peripheral wall to be insulated and peripheral insulating pockets; FIG. 7 schematizes a closed state of an articulable panel with continuous insulation; - Figures 8.9 schematically, in a local view (extend on both sides in the case of an articulable panel) two possible structures of insulating pockets; - Figures 10 to 13 show schematically, in partial bands more or less long alternative embodiments of said pockets, with here intermediate portions of articulation, - and, by successive exploded views completed on the right by the assembled version, the figure 14 schematizes the external lateral conditioning of a central element which can be a heat exchanger.
Bien que d’autres applications soient envisageables (échangeur liquide/liquide, évaporateur, condenseur par exemple), les schémas des figures 1, 4-6 montrent ensemble une unité de type stockeur-échangeur d’énergie thermique 1 qui comprend : - au moins une, ici plusieurs structures 3, chacune pourvue d’une paroi périphérique 5 et d’un fond 29, et présentant un volume intérieur 7 où est ici présent un fluide 9 frigorigène ou caloporteur pouvant circuler, en circuit ouvert, dans lesdits volumes sous l’action de moyens 11 de circulation, et des éléments 13 de stockage et de restitution d’une énergie thermique, - au moins une couche 15 contenant un matériau MCP qui peut être disposée dans la paroi périphérique 5 (par exemple dans au moins une cavité périphérique 17 de cette paroi, comme montré figure 2 ou 5) ou autour de ladite paroi périphérique, en particulier dans la ou les enveloppe 37 des figures 8,9 notamment, - des éléments 19 à matériau thermiquement isolant 23 et à constitution PIV disposés autour de la couche 15 et s’étendant autour de la paroi périphérique 5, - des excroissances 22 de maintien fixées avec la/les parois périphériques 5, deux excroissances délimitant entre elles, latéralement et autour de la paroi périphérique, un espace 24 ouvert où est disposé l’un au moins des éléments 19 isolants thermiques à constitution PIV, - et un manchon ou fourreau 38 de protection mécanique ouvert aux deux extrémités, par exemple en plastique dur, qui enveloppe les modules 3, les pièces 32,34,36 et les poches 19, lesquelles sont donc interposées entre les parois 5 et ce fourreau.Although other applications are possible (liquid / liquid exchanger, evaporator, condenser for example), the diagrams of FIGS. 1, 4-6 together show a unit of the storage-heat exchanger type 1 which comprises: at least one, here several structures 3, each provided with a peripheral wall 5 and a bottom 29, and having an internal volume 7 where there is present a refrigerant fluid or coolant circulating, in an open circuit, in said volumes under l action of circulation means 11, and elements 13 for storing and restoring a thermal energy, at least one layer 15 containing a MCP material which can be disposed in the peripheral wall 5 (for example in at least one cavity 17 peripheral of this wall, as shown in Figure 2 or 5) or around said peripheral wall, in particular in the envelope or 37 of Figures 8.9 in particular, - elements 19 to the material Rmiquement insulating 23 and PIV constitution disposed around the layer 15 and extending around the peripheral wall 5, - growth protrusions 22 fixed with the / the peripheral walls 5, two protrusions delimiting between them, laterally and around the peripheral wall, an open space 24 which is disposed at least one of the thermal insulating elements 19 constituting PIV, and a sleeve or sleeve 38 of mechanical protection open at both ends, for example hard plastic, which surrounds the modules 3 , the pieces 32,34,36 and the pockets 19, which are therefore interposed between the walls 5 and this sheath.
La paroi périphérique 5 sépare donc de l’environnement extérieur (EXT) le volume 7 qu’elle entoure latéralement, c’est-à-dire transversalement à la direction (ici 27) suivant laquelle les modules 3 sont alignés ou superposés. S’étendant autour des excroissances 22 et des éléments isolants thermiques à constitution PIV 19, le manchon 38 participe au maintien des éléments 19 dans les espaces 24, comme montré figure 4.The peripheral wall 5 thus separates from the external environment (EXT) the volume 7 which it surrounds laterally, that is to say transversely to the direction (here 27) according to which the modules 3 are aligned or superimposed. Extending around the protuberances 22 and thermal insulating elements PIV constitution 19, the sleeve 38 participates in maintaining the elements 19 in the spaces 24, as shown in Figure 4.
Par « constitution PIV », on entend une structure sous vide d’air partiel (donc une enveloppe étanche à l’air) contenant au moins un matériau isolant thermique a priori poreux (tailles de pores inférieures à 1 microns), voire nanoporeux (tailles de pores inférieures à 10'9m).By "PIV constitution" is meant a vacuum structure of partial air (thus an air-tight envelope) containing at least one heat-insulating material a priori porous (pore sizes less than 1 micron), or even nanoporous (sizes pore less than 10'9m).
Les éléments 19 se présenteront favorablement comme des poches.The elements 19 will look favorably like pockets.
Les excroissances de maintien 22 pourront être en plusieurs parties. Ainsi voit-on figures 1-4 une solution où elles sont en deux parties 22a,22b. La partie 22b est amovible et peut se fixer, par des coopérations de formes entre elles, avec la partie 22a qui est monobloc avec la paroi périphérique 5, en périphérie extérieure de celle-ci. Les parties amovibles 22b peuvent chacune se présenter comme un clip ou un embout à engager par déformation élastique forcée, ou par coulissement latéral, autour de la partie fixe 22a. Ces parties de maintien 22b peuvent être thermiquement isolantes et renfermer pour cela une couche 23 en matériau isolant thermique (qui peut donc être à constitution PIV, comme une poche 19).The growth excrescences 22 may be in several parts. Thus, FIGS. 1-4 show a solution in which they are in two parts 22a, 22b. The portion 22b is removable and can be fixed, by forming cooperations with each other, with the portion 22a which is integral with the peripheral wall 5, at the outer periphery thereof. The removable portions 22b can each be in the form of a clip or a bit to be engaged by forced elastic deformation, or by lateral sliding around the fixed part 22a. These holding portions 22b may be thermally insulating and include for this a layer 23 of thermal insulating material (which can therefore be PIV constitution, such as a pocket 19).
Typiquement, les modules ou structures 3 présenteront des angles et les excroissances de maintien 22 se présenteront comme des baguettes s’étendant dans les angles, comme illustré. A l’inverse de ce qui précède, plutôt que d’être donc creuse comme un clip, la partie amovible 22b pourrait présenter une saillie vers un creux extérieur de la partie fixe 22a pour coopérer avec. Autre possibilité : les deux parties 22a,22b n’en formerait qu’une pour définir une excroissance monobloc avec la paroi 5, de sorte à définir un espace 24 entre deux telles excroissances monoblocs périphériquement successives.Typically, the modules or structures 3 will have angles and the protruding protrusions 22 will be like rods extending in the corners, as illustrated. In contrast to the above, rather than being hollowed as a clip, the removable portion 22b could have a projection to an outer hollow of the fixed portion 22a to cooperate with. Another possibility: the two parts 22a, 22b would form only one to define a protrusion monobloc with the wall 5, so as to define a space 24 between two such circumferentially successive monoblock excrescences.
Les parois périphériques 5 et fonds des modules ou structures 3 a priori monoblocs pourront notamment être en élastomère, en matériau polymère plus rigide (polyéthylène moyenne ou haute densité, par exemple), ou en composite (chargée de fibres), voire en métal.The peripheral walls 5 and bottoms of the modules or structures 3 a priori monoblocs may in particular be made of elastomer, more rigid polymer material (medium or high density polyethylene, for example), or composite (loaded with fibers), or even metal.
Des passages 30 communiquant au moins deux à deux, dans les fonds 29, permettent au fluide 9 (qui peut être de l’eau ou de l’huile, voire un gaz, tel de l'air), de circuler, depuis une entrée 33 jusqu’à une sortie 35, entre les modules ou structures 3. Là où cela est nécessaire, dès lors que les structures ouvertes 3 peuvent être disposées notamment dos à dos (figure 1) ou au contraire face à face, un ou plusieurs couvercles 32, ici deux doubles, ferment les ouvertures 31, de façon à étancher chaque volume 7. Extérieurement, chaque couvercle 32 peut être doublé par une poche unique 34 à constitution PIV. Et une plaque 36 de protection mécanique peut fermer le tout, suivant l’axe 27, comme illustré. Les entrée 33 et sortie 35 traversent les pièces 32,34,36 pour déboucher dans les volumes 7 respectifs, comme montré figure 1. Et un fourreau 38 de protection mécanique ouvert aux deux extrémités, par exemple en plastique dur, enveloppe les modules 3, les pièces 32,34,36 et les poches 19 qui sont donc interposées entre les parois 5 et ce fourreau.Passages 30 communicating at least two by two, in the bottoms 29, allow the fluid 9 (which may be water or oil, or even a gas, such as air), to flow from an inlet 33 to an outlet 35, between the modules or structures 3. Where necessary, since the open structures 3 may be arranged in particular back-to-back (Figure 1) or conversely face to face, one or more lids 32, here two double, close the openings 31, so as to seal each volume 7. Externally, each cover 32 may be doubled by a single pocket 34 constituting PIV. And a plate 36 of mechanical protection can close the whole, along the axis 27, as illustrated. The inlet 33 and outlet 35 pass through the parts 32, 34, 36 to open into the respective volumes 7, as shown in FIG. 1. And a sleeve 38 of mechanical protection open at both ends, for example made of hard plastic, surrounds the modules 3, parts 32,34,36 and pockets 19 which are interposed between the walls 5 and this sheath.
Dans l’exemple de la figure 1, la solution consiste en deux structures 3, empilées suivant l’axe 27 qui est perpendiculaire à leurs fonds respectifs 29, lesquels ferment les structures, transversalement à la paroi périphérique 5 et axialement à l’opposé d’une ouverture 31.In the example of Figure 1, the solution consists of two structures 3, stacked along the axis 27 which is perpendicular to their respective bottoms 29, which close the structures, transversely to the peripheral wall 5 and axially opposite the an opening 31.
Des moyens de fixation 40, tels des tirants axiaux, seront de préférence prévus pour venir en prise avec les modules ou structures 3 afin d’assurer une fixation entre ces corps placés en contact et en regard. Après cela, le manchon 38 sera extérieurement mise en place. Pour l’étanchéité vis-à-vis du fluide 9 passant entre les corps, un joint 41 (figure 3 par exemple) sera de préférence prévu autour de chaque volume 7 et interposé entre deux corps de module. Une alternative serait par exemple de coller ensemble les corps de modules.Fixing means 40, such as axial tie rods, will preferably be provided to engage the modules or structures 3 to ensure a connection between these bodies placed in contact and facing. After that, the sleeve 38 will be externally put in place. For sealing against the fluid 9 passing between the bodies, a seal 41 (Figure 3 for example) is preferably provided around each volume 7 and interposed between two module bodies. An alternative would for example to stick together the module bodies.
Ainsi, l’ensemble 1 est, dans l’exemple, de construction modulaire, ce qui doit permettre de limiter le poids et/ou le volume global de l’ensemble.Thus, the assembly 1 is, in the example, of modular construction, which should allow to limit the weight and / or the overall volume of the assembly.
Par ailleurs la performance thermique des matériaux MCP est reconnue. Et un complexe local MCP/isolant thermique, de préférence sous constitution PIV, permettra d’associer : - une isolation thermique entre modules, - et une capacité de lissage des variations de température du fluide 9 passant dans le stockeur-échangeur 1 et/ou (via le matériau MCP) des éléments présents dans le volume interne du module considéré.In addition, the thermal performance of MCP materials is recognized. And a local complex MCP / thermal insulation, preferably under constitution PIV, will associate: - a thermal insulation between modules, - and a smoothing capacity of the temperature variations of the fluid 9 passing in the storage-exchanger 1 and / or (via the MCP material) elements present in the internal volume of the module considered.
Le matériau thermiquement isolant 23 de chaque poche 19 isolante thermique de préférence à constitution PIV ne sera pas un matériau MCP, mais un isolant tel qu’une laine de verre, une mousse de polyuréthane ou de polyisocyanurate, ou encore plus favorablement un matériau thermiquement isolant poreux, tel qu’une silice nano-poreuse, disposé dans une enceinte sous vide, pour définir donc au moins un tel panneau isolant sous vide, PIV.The thermally insulating material 23 of each thermal insulating pouch 19 preferably with a PIV constitution will not be an MCP material, but an insulator such as a glass wool, a polyurethane or polyisocyanurate foam, or even more favorably a thermally insulating material. porous, such as a nano-porous silica, disposed in a vacuum chamber, to define at least one such vacuum insulating panel, PIV.
Dans l’exemple de la figure 1, le (ici chaque) volume intérieur 7 contient donc des éléments 13 de stockage et de restitution ultérieure d’une énergie thermique avec lesquels le fluide frigorigène ou caloporteur 9 vient en échange thermique.In the example of FIG. 1, the (here each) internal volume 7 thus contains elements 13 for storing and subsequently restoring a thermal energy with which the refrigerant or coolant 9 comes in heat exchange.
En tant que constitution des éléments 13 (ou 15 ou 81 ci-après), on pourra prévoir une composition de caoutchouc telle que décrite dans EP2690137 ou dans EP2690141, à savoir dans le second cas une composition réticulée à base d'au moins un élastomère silicone « RTV » vulcanisé à température ambiante et comprenant au moins un matériau à changement de phase (MCP), ledit au moins un élastomère silicone présentant une viscosité mesurée à 23°C selon la norme ISO 3219 qui est inférieure ou égale à 5000 mPa.s.As a constitution of the elements 13 (or 15 or 81 below), it will be possible to provide a rubber composition as described in EP2690137 or in EP2690141, namely in the second case a crosslinked composition based on at least one elastomer "RTV" silicone vulcanized at room temperature and comprising at least one phase change material (PCM), said at least one silicone elastomer having a viscosity measured at 23 ° C according to ISO 3219 which is less than or equal to 5000 mPa. s.
Dans cette composition, la matrice élastomère sera majoritairement constituée (i.e. selon une quantité supérieure à 50 pce, de préférence supérieure à 75 pce) d'un ou de plusieurs élastomères silicones « RTV ». Ainsi, cette composition pourra avoir sa matrice élastomère comprenant un ou plusieurs élastomères silicones selon une quantité totale supérieure à 50 pce et optionnellement un ou plusieurs autres élastomères (i.e. autres que des silicones « RTV ») selon une quantité totale inférieure à 50 pce. Le matériau à changement de phase (MCP) thermique est constitué de n-hexadécane, d'eicosane ou d'un sel de lithium, tous présentant des points de fusion inférieurs à 40° C.In this composition, the elastomer matrix will be mainly constituted (i.e. in an amount greater than 50 phr, preferably greater than 75 phr) of one or more silicone elastomers "RTV". Thus, this composition may have its elastomer matrix comprising one or more silicone elastomers in a total amount greater than 50 phr and optionally one or more other elastomers (i.e. other than "RTV" silicones) in a total quantity of less than 50 phr. The thermal phase change material (MCP) consists of n-hexadecane, eicosane or a lithium salt, all with melting points below 40 ° C.
Un matériau à base de paraffine, d’acide gras eutectique (myristique-caprique) ou de sel hydraté eutectique (chlorure de calcium + potassium) pourrait aussi être utilisé en tant que matériau constitutif, seul ou non, des éléments précités. En alternative, le matériau MCP des éléments cités pourrait être à base d’acide gras, de paraffine, ou de sel eutectique ou hydraté. D’autres possibilités existent, comme un MCP imprégné dans un réseau poreux.A paraffin-based material, eutectic fatty acid (myristic-capric) or eutectic hydrated salt (calcium + potassium chloride) could also be used as a constituent material, alone or not, of the aforementioned elements. Alternatively, the MCP material of the cited elements could be based on fatty acid, paraffin, or eutectic or hydrated salt. Other possibilities exist, such as a PCM impregnated in a porous network.
De fait, le choix du matériau et son conditionnement dans chaque élément concerné, en particulier sa dispersion au sein d’une matrice polymère, dépendra de l’application prévue et des résultats attendus. A priori les éléments 13, ici individualisés, telles les billes évoquées, seront disposés en vrac dans les volumes 7. Le rapport taille des structures individualisées / dimensions de chaque sous-volumes sera alors défini en conséquence, afin de préférence d’optimiser les surfaces d’échange éléments 13/fluide 9.In fact, the choice of material and its conditioning in each element concerned, in particular its dispersion within a polymer matrix, will depend on the intended application and the expected results. A priori the elements 13, here individualized, such as the balls mentioned, will be arranged in bulk in the volumes 7. The size ratio of the individualized structures / dimensions of each sub-volumes will then be defined accordingly, so preferably to optimize the surfaces exchange elements 13 / fluid 9.
Figures 1,4-6, les poches isolantes périphériques 19 se succèdent donc de façon discontinue autour d’une paroi 5. Mais une réalisation continue est aussi prévue, comme par exemple figure 5 où les poches isolantes 19 sont liées deux à deux par des portions intermédiaires flexibles 21 où deux poches successives peuvent s’articuler l’une par rapport à l’autre.Figures 1,4-6, the peripheral insulating pockets 19 follow one another discontinuously around a wall 5. But a continuous embodiment is also provided, as for example Figure 5 where the insulating pockets 19 are connected in pairs by two intermediate flexible portions 21 where two successive pockets can articulate relative to each other.
Bien que ceci ne soit pas strictement imposé (une forme fermée sur elle-même, comme un manchon 47 étant possible, comme se pourrait être le cas figure 6), il sera a priori préféré, si les poches 19 sont continûment réunies, que celles-ci définissent ensemble, un panneau articulable 50, comme figures 5,7 et 10-13, pouvant : - typiquement dans un état opérationnel, être fermé sur lui-même (voir figure 7, où la structure 50 est à imaginer à disposer ainsi autour d’une paroi 5 à isoler), - et être déployé sensiblement à plat, par exemple pour être stocké et dans un état qui peut être non opérationnel (voir figures 10,11).Although this is not strictly imposed (a form closed on itself, as a sleeve 47 is possible, as may be the case Figure 6), it will be a priori preferred, if the pockets 19 are continuously assembled, that those together define an articulable panel 50, as FIGS. 5, 7 and 10-13, which can: - typically in an operational state, be closed on itself (see FIG. 7, where the structure 50 is to be imagined to dispose thus around a wall 5 to isolate), and be deployed substantially flat, for example to be stored and in a state that may be non-operational (see Figures 10,11).
Indépendamment d’une réalisation discontinue ou non des poches 19, ce qui suit présente maintenant, en référence aux figures 8,9 une réalisation favorable de ces poches et des portions intermédiaires 21 si elles existent. Ainsi, même si seule une poche 19 est montrée, il suffit de reproduire le modèle ensuite de part et d’autre pour continuer la structure, si souhaité.Independently of a discontinuous or non-discontinuous embodiment of the pockets 19, the following now, with reference to FIGS. 8, 9, a favorable embodiment of these pockets and intermediate portions 21 if they exist. Thus, even if only one pocket 19 is shown, it is sufficient to reproduce the model then on either side to continue the structure, if desired.
On peut constater que, dans ces réalisations privilégiées, chaque poche 19 à constitution PIV comprendra (comme on le retrouve en vue éclaté figure 3) : - au moins un premier élément, ou une première couche, 15 contenant le matériau MCP, à côté (opérationnellement à l’extérieur) duquel est disposé un second élément constitué dudit matériau isolant thermique 23 qui sera donc ici poreux compte tenu de la constitution PIV à réaliser, et - au moins une enveloppe extérieure 37 fermée qui contient les premier et second éléments et est constituée d’au moins une feuille 49 flexible ou déformable et étanche au matériau MCP, avec : -- a) soit ladite feuille flexible 49 qui est en outre scellable (thermiquement/chimiquement, en 49a,49b autour de la poche) et étanche au matériau poreux 23 et à l’air (voire aussi à l’eau), de sorte qu’un vide d’air régnant dans l’enveloppe 37, un dit panneau isolant sous vide (PIV) est ainsi défini, comme montré figure 8, -- b) soit le second élément isolant thermique 23 contenu à l’intérieur d’une seconde enveloppe fermée 51 à feuille flexible 53 scellable et étanche au matériau poreux et à l’air (voire aussi à l’eau), de sorte qu’un vide d’air régnant dans la seconde enveloppe, un dit panneau isolant sous vide (PIV) est ainsi défini, comme montré figure 9. A noter que deux couches 15 contenant un ou plusieurs matériaux MCP pourraient (corne figures 12,13) être disposées de part et d’autre de la couche de matériau poreux 23, voire aucune telle couche, si elle prévue uniquement dans la paroi 15, comme figure 2. L’isolant thermique poreux 23 se composera favorablement d’un matériau nano-poreux (à nanostructure, tel poudre de silice ou un aérogel ou son pyrolat, tel un aérogel de silice) confiné donc de préférence dans une feuille flexible 49 ou 53 qui ne laissera passer ni les vapeurs d’eau ni les gaz. Le PIV obtenu sera vidé de son air pour obtenir par exemple une pression de quelques millibars, puis pourra être scellé. Typiquement, la conductivité thermique λ d’un tel PIV sera de 0.004/0.008 W/m.K à pression atmosphérique et à 20°C. L'utilisation de panneaux isolants sous vide devrait permettre d'atteindre une résistance thermique R = 5 m2.K/W avec seulement 35 mm d'isolant.It can be seen that, in these preferred embodiments, each pouch 19 with a PIV constitution will comprise (as shown in exploded view in FIG. 3): at least one first element, or a first layer, containing the MCP material, next to operatively outside thereof) which is disposed a second element consisting of said thermal insulating material 23 which will be here porous given the constitution PIV to achieve, and - at least one outer envelope 37 closed which contains the first and second elements and is consisting of at least one sheet 49 flexible or deformable and tight MCP material, with: - a) either said flexible sheet 49 which is further sealable (thermally / chemically at 49a, 49b around the pocket) and sealed to porous material 23 and air (or even water), so that an air gap in the envelope 37, a so-called vacuum insulating panel (PIV) is defined, as shown f igure 8, b) the second thermal insulating element 23 contained inside a second closed flexible film envelope 51 that is sealable and impervious to the porous material and to the air (or even to water), so that an air gap prevailing in the second envelope, a so-called vacuum insulating panel (PIV) is thus defined, as shown in Figure 9. Note that two layers 15 containing one or more MCP materials could (horn figures 12 , 13) to be disposed on either side of the layer of porous material 23, or even any such layer, if it is provided only in the wall 15, as in FIG. 2. The porous thermal insulator 23 will advantageously consist of a material nano-porous (nanostructure, such silica powder or an airgel or its pyrolate, such as a silica airgel) confined therefore preferably in a flexible sheet 49 or 53 which will not let pass the water vapor or gas. The obtained PIV will be emptied of its air to obtain for example a pressure of a few millibars, then can be sealed. Typically, the thermal conductivity λ of such a PIV will be 0.004 / 0.008 W / m.K at atmospheric pressure and at 20 ° C. The use of insulating panels under vacuum should achieve a thermal resistance R = 5 m2.K / W with only 35 mm of insulation.
Une possible composition du matériau 23 est la suivante : 80-85 % de dioxyde de silice (Si02), 15-20 % de carbure de silicium (SiC) et possiblement 5 % d’autres produits (liant/charges). Une épaisseur de 0.4 à 3 cm est possible. Des exemples, pouvant ici s’appliquer, de panneau PIV et de matériau super-isolant sont en outre fournis dans PCT/FR2014/050267 et dans WO2014060906 (matériau poreux), respectivement.A possible composition of the material 23 is as follows: 80-85% of silica dioxide (SiO 2), 15-20% of silicon carbide (SiC) and possibly 5% of other products (binder / fillers). A thickness of 0.4 to 3 cm is possible. Examples, applicable here, of PIV panel and super-insulating material are further provided in PCT / FR2014 / 050267 and WO2014060906 (porous material), respectively.
Les solutions présentées ci-avant doivent permettre, dans un volume et poids acceptables notamment par des constructeurs aéronautiques ou automobiles, un stockage rapide d’une énergie thermique disponible au bout d’environ 6-10 minutes, le maintien de cette énergie pendant 12 à 15 heures, avant sa restitution rapide, typiquement quelques minutes (en particulier moins de 2-3mns), par exemple à un moteur lors d’une phase de démarrage à froid.The solutions presented above must allow, in an acceptable volume and weight, in particular by aeronautical or automobile manufacturers, a rapid storage of an available thermal energy after about 6-10 minutes, the maintenance of this energy for 12 to 12 minutes. 15 hours, before its rapid return, typically a few minutes (especially less than 2-3mns), for example to a motor during a cold start phase.
Les feuilles flexibles 49,53 du panneau PIV pourront typiquement être réalisées sous la forme d’un film multicouche comportant des films polymère (PE et PET) et de l’aluminium sous forme par exemple laminée (feuille d’épaisseur de l’ordre d’une dizaine de micromètre) ou métallisée (dépôt sous vide d’un film de quelques dizaines de nanomètre). La métallisation peut être effectuée sur une face ou sur les deux faces d’un film PE et plusieurs films PE métallisés peuvent être complexés pour former un film unique. Exemple de conception du film : - Scellement intérieur PE, environ 40 pm - Métallisation sous vide Al, env. 0.04 pm -Couche extérieure PET, environ 60 pm.The flexible sheets 49,53 of the PIV panel may typically be made in the form of a multilayer film comprising polymer films (PE and PET) and aluminum in the form, for example, of a laminated form (sheet of thickness in the order of a ten micrometer) or metallized (vacuum deposition of a film of a few tens of nanometers). The metallization can be carried out on one or both sides of a PE film and several metallized PE films can be complexed to form a single film. Example of the design of the film: - Internal PE sealing, approx. 40 μm - Vacuum metallization Al, approx. 0.04 μm PET outer layer, about 60 μm.
Dans le cas b) ci-avant où il y a une double feuille : intérieure 53 et extérieure 49, la feuille 49 pourra par contre n’être donc un simple film polymère, tel un PE de 0.05 à 0.2 mm d’épaisseur, l’objet de cette feuille extérieure 49 pouvant alors n’être que de créer un simple sac pour contenir/réunir ensemble les éléments ou matelas 15 et 23. A noter aussi que la/chaque enveloppe 37,51 pourra être typiquement formée de deux feuilles disposées de part et d’autre du/desdits éléments à matériau 15 et 23 et réunies ensemble, comme en 49a,49b figure 19.In the case b) above where there is a double sheet: inner 53 and outer 49, the sheet 49 may instead be a simple polymer film, such as a PE of 0.05 to 0.2 mm thick, l object of this outer sheet 49 can then only be to create a simple bag to contain / bring together the elements or mattress 15 and 23. Also note that the / each envelope 37,51 may be typically formed of two sheets arranged on either side of said material element (s) 15 and 23 and joined together, as in 49a, 49b in FIG. 19.
Quoi qu’il en soit, un avantage de ces feuilles, directement en contact l’une avec l’autre à l’endroit des portions intermédiaires 21, comme illustré, si elles sont plusieurs, (ou de cette feuille si elle est unique) est qu’on pourra tirer parti de leur continuation physique à l’endroit de ces portions 21 pour y créer une zone d’articulation.Anyway, an advantage of these sheets, directly in contact with each other at the location of the intermediate portions 21, as illustrated, if they are several, (or of this sheet if it is unique) is that we can take advantage of their physical continuation at the location of these portions 21 to create a hinge area.
Toutefois, l’utilisation simple de cette ou ces feuilles flexibles créera une discontinuité d’isolation thermique entre les deux poches consécutives 19 ainsi réunies.However, the simple use of this or these flexible sheets will create a thermal insulation discontinuity between the two consecutive pockets 19 together.
Dans certains cas, les portions intermédiaires 21 pourraient présenter des surfaces non négligeables d’autant plus gênantes en termes de ponts thermiques ; mais on peut aussi avoir à placer un panneau 50 ou un manchon 47 en appui, par exemple pour le positionner correctement par rapport à son environnement. D’autant plus dans ces cas, on pourra trouver un intérêt à ce qu’une partie tubulaire (de section circulaire ou pas) définie intérieurement par un enroulement 55 ou une portion renflée 59 soit définie entre deux zones d’articulation 21 (chacune formée par la ou les feuilles flexibles précitées appliquées l’une contre l’autre), chaque zone étant elle-même réunie latéralement d’un côté à la poche 19 concernée, ceci de façon régulière ou non dans la chaîne, comme montré figures 11-13.In some cases, the intermediate portions 21 could have significant surfaces that are all the more troublesome in terms of thermal bridges; but it may also be necessary to place a panel 50 or a sleeve 47 in support, for example to position it correctly with respect to its environment. All the more in these cases, it will be possible to find an interest that a tubular part (of circular section or not) defined internally by a winding 55 or a bulged portion 59 is defined between two hinge zones 21 (each formed by the aforesaid flexible sheet (s) applied against each other), each zone being itself joined laterally on one side to the pocket 19 concerned, this regular or not in the chain, as shown in FIGS. 13.
Chaque enroulement 55 sera favorablement un isolant thermique en rouleau (blanket en anglais). Un matériau nano-structuré, ou nano-poreux, conviendra particulièrement, tel un aérogel de silice. Il peut par exemple s’agir du produit souple, en rouleau, dénommé Spaceloft®, un isolant SIPA (Super Isolant à Pression Atmosphérique) proposé par la société ISOLProducts avec une conductivité thermique: λ = 0,0044 à 0,021 W/m.K à pression atmosphérique et à 20°C.Each winding 55 will favorably a thermal insulation roll (blanket in English). A nano-structured or nano-porous material will be particularly suitable, such as a silica airgel. It may for example be the flexible product, in roll, called Spaceloft®, a SIPA (Super Insulation Atmospheric Pressure) insulation proposed by the company ISOLProducts with a thermal conductivity: λ = 0.0044 to 0.021 W / mK pressure atmospheric and at 20 ° C.
Chaque élément 55,59 sera par ailleurs favorablement enveloppé dans la/les feuilles flexibles précitées (pour maintenir une constitution PIV), En complément ou alternative, cette ou ces feuilles flexibles précitées réunissant deux poches 19 successives pourront envelopper, directement ou avec interposition d’une couche MCP 15 (figure 13), un matériau isolant thermique poreux 57 identique à ou différent du matériau isolant thermique 23 des ou de chaque poche(s).Each element 55, 59 will also be favorably enveloped in the aforesaid flexible sheet (to maintain a PIV constitution). In addition or alternatively, this or these aforementioned flexible sheets joining two successive pockets 19 may be wrap, directly or with interposition of an MCP layer 15 (FIG. 13), a porous thermal insulating material 57 identical to or different from the thermal insulating material 23 of the or each pocket (s).
Les enroulements 55 et les portions renflées 59 présenteront favorablement une surface extérieure convexe. Ceci pourra donc notamment permettre un appui contre des surfaces extérieures complémentaires 61 de positionnement formées localement autour de la paroi périphérique 5, ces surfaces 61 étant concaves, donc chacune en forme d’étrier, si les portions 59 et/ou les enroulements 55 enveloppés sont extérieurement convexes, comme schématisé figure 6.The windings 55 and the bulged portions 59 will favorably have a convex outer surface. This may therefore in particular allow a support against complementary external positioning surfaces 61 formed locally around the peripheral wall 5, these surfaces 61 being concave, therefore each in the form of a stirrup, if the portions 59 and / or the enveloped windings 55 are externally convex, as schematized figure 6.
Les surfaces extérieures 61 pourront aussi en particulier se situer à l’endroit de zones d’angles (voir illustration) concaves ou convexes, pour associer alors articulation et fixation mécanique, dans le sens maintien ou positionnement. Des formes convexes sphériques ou cylindriques devraient être utiles.The outer surfaces 61 may also in particular be located at the location of concave or convex corner zones (see illustration), to then associate articulation and mechanical fixing, in the maintenance or positioning direction. Spherical or cylindrical convex shapes should be useful.
Tant dans la solution à enroulement(s) 55 que dans celle à portion(s) renflée(s) 59, les portions intermédiaires 21 ne sont totalement ni thermiquement isolantes.Both in the winding solution (s) 55 and in the portion (s) swollen (s) 59, the intermediate portions 21 are completely neither thermally insulating.
On peut pourtant souhaiter associer les fonctions d’articulation entre poches 19 et d’isolation thermique sans, ou avec peu de, ponts thermiques, étant noté, en relation avec ces questions de positionnement ou fixation mécanique relative, l’intérêt de la solution schématisée dans son principe figure 10.However, it may be desirable to associate the functions of articulation between pockets 19 and of thermal insulation without, or with few, thermal bridges, being noted, in connection with these questions of positioning or relative mechanical fixation, the interest of the schematized solution. in principle figure 10.
Figure 10 les portions intermédiaires 21 sont définies par au moins une structure 79 à matériau isolant thermique 81 (de préférence poreux pour être intégré à une structure PIV globale), assurant une continuité d’isolation thermique entre lesdites deux poches. Le matériau 81 pourra être identique au(x) matériau(x) isolant(s) thermique(s) poreux 23,57.Figure 10 the intermediate portions 21 are defined by at least one structure 79 of thermal insulating material 81 (preferably porous to be integrated with a global PIV structure), ensuring continuity of thermal insulation between said two pockets. The material 81 may be identical to the (x) insulating material (s) thermal (s) porous 23,57.
Dans l’exemple de la figure 10, le matériau poreux (ici en forme de plaque) 81 de chaque structure flexible 79 qui s’étend suivant l’épaisseur entre la(les) feuille(s) flexible(s) 49 de l’enveloppe 37, s’interrompt dans le matériau isolant thermique poreux 23 qui remplit les poches 19. Il pourrait toutefois y avoir continuité.In the example of Figure 10, the porous material (here plate-shaped) 81 of each flexible structure 79 which extends along the thickness between the (the) sheet (s) flexible (s) 49 of the envelope 37, is interrupted in the porous thermal insulating material 23 which fills the pockets 19. There could, however, be continuity.
Plus épaisses que les tissus imprégnés, par exemple plus de 2.5 à 3 fois plus épaisses, et par exemple formées en bloc, comme schématisé, les poches 19 à matériau isolant thermique 23 seront typiquement plus rigides que les structures flexibles d’articulation 79.Thicker than the impregnated fabrics, for example more than 2.5 to 3 times thicker, and for example formed as a block, as shown schematically, the pockets 19 with thermal insulating material 23 will typically be stiffer than the flexible hinge structures 79.
Pour que le panneau 50 ainsi formé acquière sa constitution PIV, sous vide partiel, on procédera bien sûr à une telle mise sous vide, avec scellement, après que les couches ou plaques de matériaux poreux 23,81 aient été toutes enveloppées par la ou les feuilles étanches flexibles 49.In order for the panel 50 thus formed to acquire its PIV constitution, under partial vacuum, it will of course be carried out under vacuum, with sealing, after the layers or plates of porous material 23, 8 have all been wrapped by the one or more flexible waterproof sheets 49.
Pour réaliser les structures 79, on pourra en particulier utiliser un support flexible en maillage polymère de quelques mm d’épaisseur imprégné d’un aérogel 81 organique, par exemple de silice, ou son pyrolat (aérogel pyrolysé, étant précisé que cette alternative de pyrolat s’applique à chaque cas de la présente description où un matériau poreux thermiquement isolant est concerné). Le support flexible sera favorablement formé d’une trame vierge (par exemple un tissé, non tissé organique ou inorganique) tel un polyester ou un polyamide imbibé de particules isolantes d’aérogel (monolithique fin fractionné par exemple) coincées entre les fibres, ce qui permettra de conserver une bonne flexibilité.To produce the structures 79, it will be possible in particular to use a flexible support in a polymer mesh of a few mm thick impregnated with an organic airgel 81, for example silica, or its pyrolate (pyrolysed airgel, being specified that this alternative pyrolat applies to each case of the present description where a porous thermally insulating material is concerned). The flexible support will favorably be formed of a virgin frame (for example an organic or inorganic nonwoven fabric, such as a polyester or a polyamide impregnated with airgel insulating particles (monolithic fractional fin, for example) wedged between the fibers, which will maintain good flexibility.
Pour information, une structure d’isolation présentée ci-avant 47,50 avec pour matériaux cœur des aérogels nano-poreux ou de leur pyrolat pourra présenter une conductivité thermique inférieure à 10mW.m-1.K-1 pour une pression interne de 2 à 5 à 10'3 Pa. La dépression dans les poches, voire les portions 21, pourra être celle habituelle des PIV : 10'2 à 10'3 Pa.For information, an isolation structure presented above 47.50 with nano-porous aerogels or their pyrolate core material may have a thermal conductivity of less than 10 mW.m-1.K-1 for an internal pressure of 2 at 5 to 10'3 Pa. The depression in the pockets, or even the portions 21, may be the usual one of the VIPs: 10'2 to 10'3 Pa.
En liaison avec les figures 3,12,13 on notera encore, comme déjà mentionné, qu’il pourra être avantageux que certaines au moins des poches à constitution PIV et/ou des zones de portions intermédiaires contiennent au moins un matériau MCP, ce matériau 15 étant identique à ou différent de celui des éléments 13 à matériau MCP. S’il y a deux couches de ce matériau, la seconde couche sera, là où les deux couches existent, disposée autour de la première couche, avec interposition entre elles du matériau 23. Ainsi, on pourra s’arranger pour qu’une température extérieure excessivement froide ou chaude n’interfère que peu avec celle dans le(s) volume(s) intérieur(s) 7. La première couche pourra être définie pour lisser en périphérie les variations internes de température dans ce(s) volume(s), voire au sein du fluide 9 si un tel fluide y est présent. La première couche aura une première température de changement d’état, la seconde couche en ayant une seconde, différente. La première température de changement d’état sera a priori supérieure à la seconde température de changement d’état, de façon à isoler au mieux l’intérieur, en combinaison avec les poches à constitution PIV 19 interposées entre ces couches. S’il n’y a qu’une seule couche de ce matériau 15, elle sera donc favorablement entourée par la couche de matériau 23, à l’endroit des poches 19, et par le matériau 81 si les portions intermédiaires flexibles 21 en sont pourvues. Figures 1,3,7, on a d’ailleurs marqué INT le côté du volume 7 et EXT l’extérieur (environnement hors du stockeur-échangeur 1 ). De nouveau, à l’abri thermique des poches 19, voire aussi de celui des portions intermédiaires 21, on régulera ainsi les à-coups de production de chaleur à l’intérieur du/des volume(s) 7 via la couche à MCP 15.In connection with FIGS. 3, 12, 13, it will also be noted, as already mentioned, that it may be advantageous if at least some of the pockets with a PIV constitution and / or intermediate portion zones contain at least one MCP material, this material 15 being identical to or different from that of the elements 13 to MCP material. If there are two layers of this material, the second layer will be, where the two layers exist, disposed around the first layer, with the interposition between them of the material 23. Thus, we can arrange for a temperature excessively cold or hot outside interferes only slightly with that in the internal volume (s) 7. The first layer may be defined to smooth the internal variations of temperature in this (these) volume (s) ), or even within the fluid 9 if such a fluid is present therein. The first layer will have a first change of state temperature, the second layer having a second, different. The first change of state temperature will a priori be greater than the second change of state temperature, so as to better isolate the interior, in combination with the pockets with PIV constitution 19 interposed between these layers. If there is only one layer of this material 15, it will be favorably surrounded by the material layer 23, at the location of the pockets 19, and by the material 81 if the intermediate flexible portions 21 are provided. Figures 1,3,7, we have also marked INT the side of volume 7 and EXT outside (environment outside the storage-exchanger 1). Once again, in the heat shield of the pockets 19, or even that of the intermediate portions 21, the heat generating jolts within the volume (s) 7 via the MCP layer 15 will be regulated. .
Figure 7 ou 10, on pourra encore remarquer en 89a,89b, des moyens de maintien sur elle-même de la bande 50, une fois pliée sur elle-même. On peut imaginer une solution par clip, par bande auto-agrippante, type Velcro (TM), ou autre.Figure 7 or 10, it will also be noted at 89a, 89b, holding means on itself of the strip 50, once folded on itself. One can imagine a solution clip, Velcro (TM), Velcro, or other type.
Il est aussi à noter que les poches 19 ne seront pas nécessairement strictement planes. Ainsi, une forme courbe est possible, comme dans l’exemple de la figure 3, Cette forme peut être réalisée en raccourcissant la longueur de la feuille de l’enveloppe 37 d’un côté par rapport à la longueur de la feuille de l’autre côté. Une fois scellée, la poche se cintrera naturellement sous la tension mécanique exercée.It should also be noted that the pockets 19 will not necessarily be strictly flat. Thus, a curved shape is possible, as in the example of Figure 3, This shape can be achieved by shortening the length of the sheet of the envelope 37 on one side with respect to the length of the sheet of the other side. Once sealed, the pocket will bend naturally under the mechanical tension exerted.
Une application autre que sur une unité de type stockeur-échangeur comme dans le cas de la figure 1 est schématisée figure 14 qui montre le conditionnement latéral extérieur d’un élément 100, qui peut être un échangeur thermique. Sous l’action de moyens 11 de circulation de fluide(s), qui peuvent comprendre une pompe et/ou un ventilateur, un premier fluide frigorigène ou caloporteur A (tel un liquide à refroidir) peut circuler dans le volume interne 7, ici de l’échangeur 100, en échange thermique avec un second fluide B (tel de l’air), les deux fluides ne se mélangeant pas. Les pointillés montrent qu’ils ressortent de l’échangeur, typiquement pour passer dans un circuit externe à l’élément 120 (par exemple un circuit de refroidissement du fluide hydraulique dans un véhicule), à l’image du fluide 9 hors de l’unité 1.An application other than a storage-exchanger type unit as in the case of Figure 1 is shown schematically in Figure 14 which shows the external lateral packaging of an element 100, which may be a heat exchanger. Under the action of means 11 for circulating fluid (s), which may comprise a pump and / or a fan, a first refrigerant or coolant A (such as a liquid to be cooled) can circulate in the internal volume 7, here of the exchanger 100, in heat exchange with a second fluid B (such as air), the two fluids do not mix. The dotted lines show that they emerge from the exchanger, typically to pass into a circuit external to the element 120 (for example a cooling circuit of the hydraulic fluid in a vehicle), like the fluid 9 out of the unit 1.
Des excroissances de maintien complémentaires 22a,22b fixées avec la paroi latérale périphérique 5 de l’élément 100 excroissances soient délimités entre elles, deux à deux, latéralement et donc autour de la paroi périphérique, les espaces ouverts 24 où sont disposés les poches 19 à constitution PIV renfermant chacune au moins un élément isolant thermique poreux 23.Additional holding protrusions 22a, 22b fixed with the peripheral lateral wall 5 of the element 100 protuberances are delimited between them, two by two, laterally and thus around the peripheral wall, the open spaces 24 in which the pockets 19 are disposed. PIV constitution each enclosing at least one porous heat insulating element 23.
La couche contenant un matériau MCP aura été disposée soit dans une cavité périphérique de la paroi 5, soit autour d’elle ; typiquement dans les poches 19.The layer containing a MCP material will have been disposed either in a peripheral cavity of the wall 5 or around it; typically in the pockets 19.
Des coins stabilisateurs 60, éventuellement porteur d’un matériau 23 peuvent compléter les excroissances de maintien 22a,22b pour bien stabiliser les poches 19, tout autour de la paroi latérale périphérique 5.Stabilizing wedges 60, optionally carrying a material 23 can complete the holding protrusions 22a, 22b to stabilize the pockets 19, all around the peripheral side wall 5.
Un manchon 38 (en une partie, ou plusieurs comme dans ce cas) s’étend étroitement autour des excroissances et des éléments isolants thermiques 23 à constitution PIV, de façon à maintenir ces derniers dans les espaces 24.A sleeve 38 (in one part, or several as in this case) extends closely around the protuberances and thermal insulating elements 23 with PIV constitution, so as to maintain these in the spaces 24.
Le rapprochement des premier et dernier schémas de cette figure fera comprendre que, dans la réalité, les circulations des fluides A, B pourront être créés dans des faces autres que celles prévues à gauche sur la figure, par exemple les faces supérieure et inférieure, avec des formes de circuit permettant malgré tout d’obtenir des surfaces d’échange entre lesdits fluides.The approximation of the first and last diagrams of this figure will make it clear that, in reality, the circulations of the fluids A, B can be created in faces other than those provided on the left in the figure, for example the upper and lower faces, with circuit forms nevertheless making it possible to obtain exchange surfaces between said fluids.
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